KR101106128B1

KR101106128B1 - 소모 전극용 용접 장치

Info

Publication number: KR101106128B1
Application number: KR1020057020702A
Authority: KR
Inventors: 시게키 요네모리; 유키토시 야마다; 미츠노리 아카이시; 유키노리 히로타; 츠토므 나이토; 미츠오 미야타
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2012-01-20
Also published as: EP1731251A1; US7265321B2; WO2005080041A1; EP1731251B1; JP2005230893A; EP1731251A4; JP3945487B2; KR20070024308A; US20060207982A1; CN1771107A; CN100484678C

Abstract

용접 종료시에 모터(3)를 정지시키는 경우, 제1 모터 정지 수단(5a) 또는 제2 모터 정지 수단(5b)을 공급 수단(2) 내에 배치함으로써, 제어선의 길이에 무관하게 모터 정지를 수행할 수 있게 된다.

소모전극, 용접, 제어선

Description

소모 전극용 용접 장치{WELDING EQUIPMENT FOR CONSUMABLE ELECTRODE}

본 발명은 용접 와이어를 공급하여 용접 와이어와 모재간에 아크를 발생시켜 용접을 수행하는 소모 전극용 용접 장치에 관한 것이다.

종래의 소모 전극용 용접 장치의 와이어의 공급 수단은 스위칭 소자를 닫은 후, 모터 코일 양단을 단락 또는 저항을 통하여 접속하고, 모터부에 발생하는 역기전압을 빠르게 저하시켜 모터부의 회전 에너지를 감소시킴으로써 제동을 걸고 있었다(예를 들면, 일본 특허공개 2002-283052호 공보 참조).

이 종래의 구성에 대하여 도 4를 이용하여 설명한다.

도 4는 종래의 소모 전극용 용접 장치의 용접 와이어의 공급 수단의 구성을 나타내고 있으며, 참조부호(101)는 용접 전원, 참조부호(102)는 용접 전원(101)으로부터의 구동 전류에 의해 용접 와이어를 공급하는 공급 수단, 참조부호(103)는 공급 수단(102) 내부에 배치한 모터, 참조부호(104)는 용접 전원(101) 내부에 배치한 모터 제어 수단, 참조부호(104a)는 모터 제어 수단(104)에 의해 개폐 동작하여 모터(103)의 구동 전류를 제어하는 스위칭 소자, 참조부호(105)는 모터 제어 수단(104)에 의해 모터(103)의 구동시에 열림, 모터(103)의 정지시에 닫힘으로 되는 스위칭 소자로 이루어지는 모터 정지 수단, 참조부호(106)는 모터 구동 전원, 참조부 호(107a 및 107b)는 용접 전원(101)과 공급 수단(102) 간을 접속하는 제어선이다.

그리고 모터 구동 전원(106)은, 모터 구동 전원(106)과 스위칭 소자(104a)와 모터(103)의 직렬 접속에 의해 회로를 형성하고 있었다.

또한, 스위칭 소자(104a)와 모터(103)의 접속점과 모터(103)의 타단, 즉 모터(103)의 양단에는 모터 정지 수단(105)이 접속되어 있었다.

또한, 스위칭 소자(104a)의 개폐 제어 신호 입력단으로 모터 제어 수단(104)의 제어 신호를 입력하도록 접속되어 있었고, 모터 정지 수단(105)의 스위칭 소자의 개폐 제어 신호 입력단으로 모터 제어 수단(104)의 제어 신호를 입력하도록 접속되어 있었다.

그 동작에 있어서, 모터 제어 수단(104)으로부터 스위칭 소자(104a)로의 모터 구동 신호가 오프 되면 스위칭 소자(104a)가 열림 상태가 된다.

한편, 모터 제어 수단(104)은 모터 정지 수단(105)으로 회로를 닫는 신호를 출력하고, 모터(103)에 발생하는 역기전압을 급격히 저하시켜 모터(103)의 회전 에너지를 감소시킴으로써 제동을 걸고 있었다.

그러나 종래의 소모 전극용 용접 장치에서는 용접 전극(101)과 공급 수단(102) 사이의 거리가 멀어짐에 따라 제어선(107a 및 107b)을 길게 할 필요가 있었다.

따라서, 모터(103)를 정지시키는 경우에 그 제어선(107a 및 107b)이 길어짐에 따라 저항이 증가하여, 모터 정지 수단(105)이 구동하여도 제어선(107a 및 107b)에서 발생하는 저항에 의해 천천히 정지하였다.

그 때문에, 모터(103)를 정지시킬 때의 정지 시간이 길어지게 되고, 제어선(107a 및 107b)이 연장되는 경우, 용접 종료시 용접 와이어가 시공 대상이 되는 모재에 융착되기 쉬워진다는 과제를 가지고 있었다.

본 발명은 제어선을 연장하여도 모터의 정지 시간에 영향을 주지 않는 소모 전극용 용접 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 용접 전원과, 용접 와이어를 공급하는 공급 수단과, 상기 공급 수단에 이용하는 모터와, 상기 모터를 구동제어하는 모터 제어 수단과, 상기 모터를 정지시키는 모터 정지 수단을 구비하며, 상기 용접 전원 내에 상기 모터 제어 수단을 배치하고, 상기 공급 수단에 상기 모터 정지 수단을 배치하고, 상기 모터 제어 수단과 상기 모터 정지 수단과 상기 모터를 제어선으로 접속한다.

이러한 구성에 따르면, 모터 정지 수단과 모터 사이의 제어선의 길이는 용접 전원과 공급 수단의 거리에 무관하게 되고, 용접 전원과 공급 수단간의 제어선을 연장하여도 모터의 정지 시간에 영향을 미치지 않는다.

또한, 본 발명은 용접 전원과, 용접 와이어를 공급하는 공급 수단과, 상기 공급 수단에 이용하는 모터와, 상기 모터를 구동제어하는 모터 제어 수단과, 상기 모터를 정지시키는 제1 모터 정지 수단을 구비하며, 상기 용접 전원 내에는 상기 모터 제어 수단과 상기 제1 모터 정지 수단을 배치하고, 상기 공급 수단은 상기 모터에 공급되는 전류와 전압과 전력 중 적어도 하나를 검출하는 검출 수단과 상기 검출 수단의 검출값과 모터의 구동시 설정값을 비교하는 비교 수단과 상기 비교 수단의 출력에 의해 모터를 정지시키는 제2 모터 정지 수단을 가지며, 상기 모터 제어 수단과 상기 제1 모터 정지 수단과 상기 제2 모터 정지 수단과 상기 모터를 제어선으로 접속시키는 것이다.

이러한 구성에 따르면, 제2 모터 정지 수단과 모터 사이의 제어선의 길이가 용접 전원과 공급 수단의 거리에 무관하게 되고, 용접 전원과 공급 수단간의 제어선을 연장하여도 모터의 정지 시간에 영향을 미치지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 구성도.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 구성도.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구성도.

도 4는 종래의 소모 전극용 용접 장치의 구성도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 용접 전원

2 : 공급 수단

3 : 모터

4 : 모터 제어 수단

5a : 제1 모터 정지 수단

5b : 제2 모터 정지 수단

6 : 모터 구동 전원

7a 및 7b : 제어선

8 : 검출 수단

9a, 9b : 비교 수단

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

(제1 실시예)

도 1에 있어서, 참조부호(1)는 용접 전원, 참조부호(2)는 용접 전원(1)으로부터의 구동 전류에 의해 용접 와이어를 공급하는 공급 수단, 참조부호(3)는 공급 수단(2) 내부에 배치한 모터, 참조부호(4)는 용접 전원(1) 내부에 배치한 모터 제어 수단, 참조부호(4a)는 모터 제어 수단(4)에 의해 개폐 동작하여 모터(3)의 구동 전류를 제어하는 스위칭 소자, 참조부호(5a)는 모터 제어 수단(4)에 의해 모터(3)의 구동시에는 열림으로 모터(3)의 정지시에는 닫힘으로 되는 스위칭 소자로 이루어지는 제1 모터 정지 수단, 참조부호(6)는 모터 구동 전원, 참조부호(7a 및 7b)는 용접 전원(1)과 공급 수단(2) 사이를 접속하는 제어선이며, 이들 구성은 종래의 것과 거의 같은 구성으로 되어 있다.

여기에서, 본 제1 실시예에 있어서 특징이 되는 구성에 대하여 설명한다.

참조부호(8)는 제어선(7a)의 공급 수단(2) 내의 일측에 설치한 검출 수단으로서, 여기에서는 모터 전류에 의해 전압을 발생할 수 있는 분로 저항(shunt resistor)을 이용한다.

참조부호(9a)는 비교 수단으로서, 검출 수단(8)(분로 저항)의 양단과 접속하여 검출 수단(8)에 발생한 전압과 미리 설정된 전압을 비교하여 모터(3)에 구동 전류가 공급되고 있는지 판별하여 제어 신호를 송신한다. 또한, 이 비교 수단(9a)은 내부에 충전 전원 수단(도시하지 않음)을 가지고 있으며, 제어선(7a 및 7b) 사이에 접속되어 모터 구동 전류에 의해 충전되고, 충전 후에는 모터 구동 전류의 유무에 관계없이 소정의 시간 동안 제어 신호를 계속 출력할 수 있도록 되어 있다.

참조부호(5b)는 제2 모터 정지 수단으로서, 모터(3)를 정지시킬 때에 비교 수단(9a)으로부터의 제어 신호에 의해 모터(3)의 양단을 닫힘 상태로 하도록 접속되어 있다.

다음으로 그 동작을 설명한다.

먼저, 용접하는 경우, 원하는 용접 와이어(도시하지 않음)의 공급 속도(대략 정해진 속도)가 되도록 모터 구동 전원(6)으로부터 모터(3)에 모터 구동 전류를 인가하여 용접 와이어를 공급하고, 용접 와이어와 모재(도시하지 않음) 사이에 용접 전원(1)으로부터 용접 전력을 공급하여 아크를 발생시킴으로써 용접을 수행한다.

용접 와이어를 원하는 공급 속도(대략 정해진 속도)로 하기 위하여, 모터 제어 수단(4)에 의해 스위칭 소자(4a)의 개폐 동작을 제어하고, 필요로 하는 모터 구동 전류를 제어선(7a 및 7b)을 통해 공급 수단(2) 내의 모터(3)로 공급함과 동시에, 제1 모터 정지 수단(5a)을 열림 상태로 하는 제어 신호를 모터 제어 수단(4)으로부터 제1 모터 정지 수단(5a)으로 출력한다.

모터 구동 전류가 흐르면, 비교 수단(9a) 내의 충전 전원 수단도 충전을 개 시한다.

또한, 모터 구동 전류가 검출 수단(8)을 흐르면 그 양단에 전압이 발생하고, 이 발생한 전압이 미리 설정된 전압 이상인 것을 비교 수단(9a)이 판정한 경우에는 제2 모터 정지 수단(5b)에 대하여 열림 상태가 되는 제어 신호(오프 신호)를 출력한다.

이 제2 모터 정지 수단(5b)은 비교 수단(9a)에 충전되어 있지 않은 상태에서는 닫힘 상태(모터의 정지)를 수행할 수 없기 때문에, 모터(3)에 대하여 모터 정지 해제 상태로 되어 있다.

한편, 비교 수단(9a)이 충전된 상태에 있어서, 제2 모터 정지 수단(5b)은 제어 신호에 대하여 응답할 수 있는 상태로 되기 때문에 모터 구동 전류가 소정량 흐르고 있으면 모터 정지 해제 상태를 유지한다.

다음으로, 용접 종료시에는, 모터(3)를 정지시키기 위하여 모터 제어 수단(4)으로부터 모터 구동 전류를 차단하는 제어 신호를 스위칭 소자(4a)에 출력함과 동시에, 제1 모터 정지 수단(5a) 측으로 닫힘 상태가 되도록 제어 신호를 출력한다.

이때, 모터(3)는 관성에 따라 회전을 계속하고자 하므로, 유기전압을 발생시켜 지금까지 구동하고 있던 전류 방향과는 역방향으로 전류가 흐르게 된다.

따라서, 검출 수단(8)에는 모터를 구동하고 있었을 때와는 정반대인 마이너스의 전압이 발생한다.

비교 수단(9a)은 이 전압을 받아, 미리 설정된 전압 이하로 된 것을 판별하 고, 제2 모터 정지 수단(5b)에 대하여 닫힘 상태가 되는 제어 신호(온 신호)를 출력한다.

그리고 제2 모터 정지 수단(5b)은 모터(3)의 양측 단자를 단락하여 모터(3)를 정지한다.

또한, 본 실시예에서는 미리 정한 값으로서 용접 조건에 따른 적절한 값을 설정함으로써 비교 수단(9a)이 정확한 판별을 수행할 수 있도록 하고 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면 모터 정지시에 검출 수단(8)으로부터의 검출값에 의해 비교 수단(9a)이 미리 설정된 전압 이하로 된 것을 검출하고, 이것을 받아 제2 모터 정지 수단(5b)이 정지 동작을 수행할 수 있으므로, 용접 전원(1)과 공급 수단(2) 사이의 제어선(7a 및 7b)의 길이에 관계없이 모터(3)의 정지 동작을 수행할 수 있다.

(제2 실시예)

도 2에 있어서, 제1 실시예와 같은 구성에 대해서는 같은 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 특징으로 하는 구성은 비교 수단(9b)에 있으며, 검출 수단(8)으로부터의 검출값을 미리 정한 값으로서 0을 이용하고 있다는 점이 구성상의 차이점이다.

즉, 검출 수단(8)의 값(분로 저항을 이용한 경우에는 전압)이 양수인 경우에는 제2 모터 정지 수단(5b)에 열림 상태가 되는 제어 신호(오프 신호)를 출력하고, 검출 수단(8)의 값(분로 저항을 이용한 경우에는 전압)이 음수인 경우에는 제2 모 터 정지 수단(5b)에 닫힘 상태가 되는 제어 신호(온 신호)를 출력하는 양/음 판정 회로를 구비하고 있는 점이 제1 실시예와 다르다.

이하, 본 실시예에서의 동작을 설명한다.

먼저, 용접하는 경우, 용접 와이어(도시하지 않음)의 원하는 공급 속도(대략 정해진 속도)가 되도록 모터 구동 전원(6)으로부터 모터(3)에 모터 구동 전류를 인가하여 용접 와이어를 공급하고, 용접 와이어와 모재(도시하지 않음) 사이에 용접 전원(1)으로부터 용접 전력을 공급하여 아크를 발생시킴으로써 용접을 수행한다.

이 용접 와이어의 원하는 공급 속도(대략 정해진 속도)로 하기 위하여, 모터 제어 수단(4)에 의해 스위칭 소자(4a)의 개폐 동작을 제어하고, 필요로 하는 모터 구동 전류를 제어선(7a 및 7b)을 통해 공급 수단(2) 내의 모터(3)로 공급함과 동시에, 제1 모터 정지 수단(5a)을 열림 상태로 하는 제어 신호를 모터 제어 수단(4)으로부터 제1 모터 정지 수단(5a)으로 출력한다.

모터 구동 전류가 흐르면, 비교 수단(9b) 내의 충전 전원 수단도 충전을 개시한다.

또한, 모터 구동 전류가 검출 수단(8)에 흐르면 그 양단에 양의 전압이 발생하게 되고, 비교 수단(9b)은 제2 모터 정지 수단(5b)에 대하여 열림 상태가 되는 제어 신호(오프 신호)를 출력한다.

이 제2 모터 정지 수단(5b)은 비교 수단(9b)에 충전되어 있지 않은 상태에서는 닫힘 상태(모터의 정지)를 수행할 수 없기 때문에, 모터(3)에 대하여 모터 정지 해제 상태가 된다.

한편, 비교 수단(9b)이 충전된 상태에서는, 제2 모터 정지 수단(5b)은 제어 신호에 대하여 응답할 수 있는 상태가 되기 때문에 모터 구동 전류가 소정량 흐르고 있으면 모터 정지 해제 상태를 유지한다.

다음으로, 용접 종료시에는 모터(3)를 정지하기 위하여 모터 제어 수단(4)으로부터 모터 구동 전류를 차단하는 제어 신호를 스위칭 소자(4a)에 출력함과 동시에, 제1 모터 정지 수단(5a) 측으로 닫힘 상태가 되도록 제어 신호를 출력한다.

이때, 모터(3)는 관성에 따라 회전을 계속하고자 하므로, 유기전압을 발생시켜 지금까지 구동하고 있던 전류 방향과는 역방향으로 전류가 흐른다.

따라서, 검출 수단(8)에는 모터를 구동하고 있었을 때와는 정반대인 음의 전압이 발생하기 때문에, 비교 수단(9b)은 제2 모터 정지 수단(5b)에 대하여 닫힘 상태가 되는 제어 신호(온 신호)를 출력한다.

그리고 제2 모터 정지 수단(5b)은 모터(3)의 양측 단자를 단락하여 모터(3)를 정지시킨다. 모터(3)의 회전이 정지하면 모터(3)에 음의 전압이 발생하지 않게 되기 때문에, 비교 수단(9b)은 제2 모터 정지 수단(5b)에 대하여 오프 신호를 출력하여 모터 정지를 해제한다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면 모터 정지시에 음수 전압을 검출하여 모터의 정지 동작을 수행함으로써 용접 전원(1)과 공급 수단(2) 사이의 제어선(7a 및 7b)의 거리에 관계없이 모터(3)의 정지 동작을 수행할 수 있으며, 또한 제2 모터 정지 수단(5b)에서의 모터 정지의 해제를 모터 정지 후 바로 수행할 수 있기 때문에, 비교 수단(9b)이 방전할 때까지는 재스타트를 수행하여도 모터 정지 해제의 전 환 시간이 지체되지 않는다는 이점이 있다.

(제3 실시예)

도 3에 있어서, 제1 실시예, 2와 같은 구성에 대해서는 같은 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

본 실시예의 특징으로 하는 구성은 제1 모터 정지 수단(5a)의 배치 위치에 있으며, 공급 수단(2) 내에 제1 모터 정지 수단(5a)을 설치하고 있다는 점이 구성상의 차이점이다.

이 때문에, 모터 제어 수단(4)으로부터 제1 모터 정지 수단(5a)으로의 제어선(7c)이 용접 전원(1)과 공급 수단(2) 사이에 설치되어 있다.

이하, 본 실시예의 동작을 설명한다.

용접 와이어의 원하는 공급 속도(대략 정해진 속도)로 하기 위하여, 모터 제어 수단(4)에 의해 스위칭 소자(4a)의 개폐 동작을 제어하고, 필요로 하는 모터 구동 전류를 제어선(7a 및 7b)을 통해 공급 수단(2) 내의 모터(3)에 공급함과 동시에, 제1 모터 정지 수단(5a)을 열림 상태로 하는 제어 신호를 모터 제어 수단(4)으로부터 제어선(7c)을 통하여 제1 모터 정지 수단(5a)으로 출력한다.

다음으로, 용접 종료시에는 모터(3)를 정지시키기 위하여 모터 제어 수단(4) 으로부터 모터 구동 전류를 차단하는 제어 신호를 스위칭 소자(4a)에 출력함과 동시에, 제1 모터 정지 수단(5a) 측으로 닫힘 상태가 되도록 제어 신호를 출력한다.

이때, 모터(3)는 관성에 따라 회전을 계속하고자 하므로 유기전압을 발생시켜, 지금까지 구동하고 있던 전류 방향과는 역방향으로 전류가 흐르게 되는데, 제1 모터 정지 수단(5a)이 닫힘 상태이기 때문에 모터(3)에 발생하는 역기전압을 급격히 저하시켜 모터(3)의 회전 에너지를 감소시킴으로써 제동을 걸 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 따르면 제1 모터 정지 수단(5a)을 공급 수단(2) 내부에 배치하였기 때문에, 용접 전원(1)과 공급 수단(2) 사이의 제어선(7a 및 7b)의 길이에 상관없이 모터(3)의 정지 동작을 수행할 수 있다.

본 발명을 특정의 실시예를 참조하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있다는 것은 당업자에게 있어 자명한 일이다.

본 출원은 2004년 2월 23일 출원된 일본 특허 출원 제2004-45906에 기초하는 것으로서, 그 내용은 여기에 참조로 포함된다.

이상과 같이, 본 발명은 용접 전원과 와이어의 공급 수단간의 거리가 멀어져도 모터의 정지 시간에 영향을 미치지 않는 소모 전극용 용접 장치를 간단하고 저렴한 구성으로 제공할 수 있다.

본 발명의 소모 전극용 용접 장치는 용접 전원과 공급 수단간의 거리가 멀어져도 안정되게 모터를 정지시킬 수 있어서, 건설기계 업계, 자동차 업계, 조선 업 계 등의 용접 전원과 공급 수단간의 거리를 멀게 하여 사용할 때에 유용하다.

Claims

삭제
용접 전원과,

용접 와이어를 공급하는 공급 수단과,

상기 공급 수단에 이용하는 모터와,

상기 모터를 구동 제어하는 모터 제어 수단과,

상기 모터를 정지시키는 제1 모터 정지 수단을 구비하며,

상기 용접 전원 내에 상기 모터 제어 수단과 상기 제1 모터 정지 수단을 배치하고,

상기 공급 수단은, 상기 모터에 공급하는 전류와 전압과 전력 중 적어도 하나를 검출하는 검출 수단과 상기 검출 수단의 검출값과 모터의 구동시의 설정값을 비교하는 비교 수단과 상기 비교 수단의 출력에 의해 상기 모터를 정지시키는 제2 모터 정지 수단을 포함하고,

상기 용접 전원과 상기 공급 수단을 제어선으로 접속한 것을 특징으로 하는 소모 전극용 용접 장치.
제 2항에 있어서,

상기 검출 수단에 의한 검출값이 일정 범위 이상인 경우에는 제2 모터 정지 수단을 비동작으로 하고, 상기 검출 수단에 의한 검출값이 일정 범위 이하인 경우에는 제2 모터 정지 수단을 동작시켜 상기 모터를 정지시키는 것을 특징으로 하는 소모 전극용 용접 장치.
제 2항에 있어서,

상기 검출 수단의 검출값으로서 전압을 이용하며, 검출한 전위가 양수인 경우에는 제2 모터 정지 수단을 비동작으로 하고, 검출한 전위가 음수인 경우에는 제2 모터 정지 수단을 동작시켜 상기 모터를 정지시키는 것을 특징으로 하는 소모 전극용 용접 장치.